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文档简介
钢铁冶金实习教程1.实习指导2.钢铁生产概述3.烧结厂实习4.球团厂实习5.高炉炼铁实习目录6.转炉炼钢实习7.电弧炉炼钢实习8.炉外精炼实习9.连续铸钢实习10.轧钢厂实习目录第1章实习指导生产实习目的:培养工程意识和习惯,加强理论与实践的结合,提高分析和解决问题的能力。基本要求:掌握烧结、球团、高炉炼铁、转炉/电炉炼钢、连铸和精炼过程的工艺特点、操作技术等,能够运用专业知识,分析冶金问题,并提出初步解决方案。
认识实习目的:了解和熟悉钢铁冶金过程工艺特点、技术参数及主要设备。基本要求:了解钢铁生产流程中烧结、球团、炼铁、炼钢和轧钢的生产设备及工艺过程,了解冶金技术发展的动向。实习的目的和要求严格遵守各项规章制度和纪律,
服从指挥,不得妨碍工厂的正常生产;文明礼貌、团结互助、爱护现场财物及资料,认真贯彻现场安全生产制度。虚心向他们学习,主动协助实习单位做一些力所能及的工作。不得无故不参加实习,不串岗、不迟到、不早退,有事必须事前请假,未经带队教师同意不得擅自离队。
实习期间不得擅自去它处游玩,不准以探亲或办事为由延误实习时间,违反者以旷课论,严重者取消实习资格。
不得聚众闹事,严禁到江河湖海等危险的地方游泳。带队教师和现场负责人有权对违反实习纪律或不听指挥的学生进行批评教育或终止其实习资格,必要时报请学校给予必要的纪律处分。
实习结束后按规定时间返校,参加实习考核,上交实习报告和日记,作为确定实习成绩的依据。实习的规章制度
记录每天的工作内容及完成情况;
认真记录发现的问题,提出合理化建议;
遇有参观、工作例会、听课或报告,则应详细记录这部分内容;
除记录工作内容和业务收获外,还应记录思想方面的收获,日记每天不宜少于300字;实习日记的内容和要求
标题:可采取规范化格式——“关于×××的实习报告”。
正文:正文一般分前言、主体、结尾三部分。
前言:主要描述本次实习的目的、意义、大纲的要求及实习任务等情况。
主体:详述实习的基本情况,包括项目、内容、安排、实习经历的环节、接受的实践锻炼,以及从中得出的具体认识、观点和基本结论等。
结尾:可写出自己的收获、感受、体会和建议,也可就发现的问题提出解决问题的方法、对策;或总结全文的主要观点,进一步深化主题;或提出问题,引发人们的进一步思考;或展望前景,发出鼓舞和号召等。内容方面的要求:实习报告的内容和要求
文字要求:逻辑清晰,语言流畅,无错别字。
字数要求:不得少于800字/周,三周及以上的不得少于2000字。
纸张要求:用A4纸打印或书写(钢笔或签字笔工整书写),并用学校规定的“实习报告标准封面”装订。
书写要求:正文使用小四号宋体、行距1.5倍。其余排版要求以美观整洁为准。其他方面的要求:实习报告的内容和要求根据实习报告和实习日记的质量、实习考试成绩、实习期间的工作表现、出勤情况、完成任务情况确定考核成绩。不得申请实习免修,因病不能参加实习者必须提出缓修申请,并附医院证明,经学院主管负责人批准,教务处备案方可;因事一般不得缓修。缓修随下一年级进行,成绩按正考记载。缓修不及格只能随下一年级重修。
凡具备下列条件之一者,均以不及格计,或取消考核资格,只能随下一年级重修。①实习期间无故缺勤超过实习时间的三分之一及其以上者。②未按时完成实习成果者。③抄袭实习成果者。④未经许可获取或泄漏有关机密者。⑤学习期间严重违反实习纪律,造成严重安全责任事故或恶劣影响者。⑥发生其他严重事故或造成恶劣影响的情况。实习成绩的考核方法第2章
钢铁生产概述长流程:钢铁生产的工艺特点短流程:钢铁生产的工艺特点将粉状含铁物料(铁精矿粉、富矿粉、粉尘、轧钢皮等),配入适量的燃料(焦粉和无烟煤)和熔剂(石灰石、白云石、生石灰、石英石、蛇纹石等),加入适量的水,经混合和造球后,在烧结设备上使物料发生一系列物理化学变化,烧结成块,制成烧结矿。烧结烧结主要技术经济指标如下:
利用系数(t/m2.h);
台时产量(t/台.h);
成品率(%);
返矿率(%);钢铁生产主要工序及技术经济指标先将细粒粉矿加适量的水分和粘结剂制成粒度均匀、具有足够强度的生球,再经干燥、预热后,在氧化气氛中焙烧,使生球固结,制成球团矿。球团主要技术经济指标如下:
球团设备利用系数(t/m2.h);
球团台时产量(t/台.h);
成品率(%);
作业率(%);钢铁生产主要工序及技术经济指标球团将各种结焦性能不同的煤按一定比例混合,在隔绝空气的条件下,加热到950℃左右,经高温干馏生产焦炭,同时获得煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺。现代焦炭生产过程分为洗煤、配煤、炼焦和产品处理等工序。。焦化主要技术经济指标如下:
焦炉炭化室有效容积利用系数(亦称焦炉日历利用系数,t/m3.d);
全焦率(成焦率,%);
工序单位能耗(kg标准煤/t);
冶金焦合格率(%);钢铁生产主要工序及技术经济指标焦化从炉顶装入铁矿石(烧结矿、球团矿、生矿等)、焦炭等,从风口鼓入热风,喷入辅助燃料。高温下燃料燃烧生成煤气,在上升过程中还原铁氧化物得到铁。炼出的铁水从铁口放出,形成的炉渣从渣口排出,产生的煤气从炉顶导出。高炉主要技术经济指标如下:
高炉有效容积利用系数(t/m3.d);
焦比、煤比和燃料比(kg/t);
冶炼强度(t/m3.d);
休风率(%);
炉龄;钢铁生产主要工序及技术经济指标高炉炼铁以铁水、废钢、铁合金等为主要原料,不借助外加能源,靠铁液自身的物理热和铁液组分间化学反应产生热量而在转炉内完成炼钢过程。主要有转炉法和电炉法。炼钢主要技术经济指标如下:
利用系数——转炉利用系数(t/t.d);
电炉利用系数(t/MVA.d);
作业率(%);
转炉炉龄(炉);
电力消耗(kW.h/t);钢铁生产主要工序及技术经济指标炼钢把一般炼钢炉中要完成的精炼任务,如脱硫、脱氧、除气、去除非金属夹杂物、调整钢的成分和钢液温度等,转移到炉外的“钢包”或者专用的容器中进行。精炼主要技术经济指标如下:
炉外精炼比(%);
精炼炉作业率(%);钢铁生产主要工序及技术经济指标炉外精炼将成分和温度合格的钢液铸成适合于轧钢和锻压加工所需要的一定形状的钢块(连铸坯或钢锭)。
有钢锭模浇注(简称模铸)法和连续铸钢(简称连铸)法。铸钢主要技术经济指标如下:
连铸比(%);
拉坯速度(简称拉速,m/min);
连浇炉次;钢铁生产主要工序及技术经济指标铸钢是在旋转的轧辊间改变从炼钢厂出来的钢坯形状的压力加工过程。轧制主要技术经济指标如下:
成材率(%);
格率(%);
轧机利用系数;
轧机小时产量;钢铁生产主要工序及技术经济指标轧制是采用高炉以外的设备炼铁的过程,包括直接还原和熔融还原等。非高炉炼铁主要技术经济指标如下:
有效容积利用系数(t/m3.d);
直接还原铁金属化率(%);
作业率(%);
单位氧气消耗(m3/t);钢铁生产主要工序及技术经济指标非高炉炼铁
直接还原——指以气体、液体或者煤为能源与还原剂,在铁矿石低于熔点温度时进行还原得到金属铁的炼铁工艺,主要有Midrex法、HYLⅢ法、FIOR法、FASMET法等。其产品称为直接还原铁(DRI),也称海绵铁。
熔融还原法——指少量使用或不用焦炭,在高温熔融状态下还原块状含铁原料或直接用矿粉,用氧气代替空气鼓入炉内,炼出成分与高炉铁水相近的液态生铁。主要有corex法等。第3章烧结厂实习实习知识点1.原燃料供应及处理系统;2.配料及混合系统;3.烧结系统;4.烧结矿处理系统;实习重点1.掌握烧结生产工艺流程及主要设备情况;
2.掌握烧结原料的种类、特点及要求;3.掌握烧结过程参数控制方法与原理;4.掌握烧结生产重要技术经济指标;实习内容烧结原料的准备烧结用料原料(含铁料)富矿粉铁精矿含铁工业副产品燃料焦粉无烟煤要求见表3-1~3-3。原料的接受、贮存与中和混匀原料接受方式火车、汽车、船舶。贮存因厂而异,一般备1-3个月的用料。混匀小条多层堆料法、分块堆料法。破碎筛分通常配料之前需要破碎,使其小于3mm的含量达到90%以上。工艺:开路破碎;闭路预先筛分;闭路检查筛分;熔剂破碎筛分燃料破碎后90%以上的燃料粒度小于3mm;破碎工艺:一段开路破碎流程(四辊破碎);两段破碎流程(对辊+四辊破碎);
配料将各种原料(矿粉、燃料、熔剂)按一定比例进行配合。配料方法:
容积法;重量法;
化学成分法;烧结厂配料室的配置形式:集中配料和分散配料;单系列和双系列配料混合制粒混合方法一次混合(混匀);二次混合(制粒);混合料水分控制关键在水分测量:人工检测自动测量中子测水仪红外线测水仪布料要求:
沿台车宽度方向粒度、化学组成等均匀分布;
料面平整,并具有良好均一的透气性;
沿高度方向自上而下粒度逐渐变大、碳的分布逐渐减少;布料方式:圆辊给料机+反射板布料;梭式布料器与圆辊给料机+多辊布料器联合布料;宽皮带给料机+多辊布料器;布料三种布料示意图1.混合料仓,2.圆辊布料器,3.反射板,4.多辊布料器,5.宽皮带给料机辊式布料器宽皮带给料机点火目的点燃混合料中的煤粉或焦粉,向料层提供热量,借抽风的作用继续燃烧。点火燃料焦炉煤气、高炉煤气或几种煤气混合而成的气体。点火温度宜为1000℃~1200℃。烧结将粉状物料转变成致密体,并提高产品性能。风是烧结过程最活跃的因素。烧结机分类:分为间歇式(烧结锅、烧结盘、悬浮烧结设备等)连续式(环式、带式)带式烧结:台车、驱动装置、装料装置、点火装置、风箱、密封装置等部分组成。热破碎与热筛分烧结机尾设单辊破碎机,将烧结饼破碎至150mm以下,然后经热筛分进入冷却机;虽然热筛分筛除了部分粉末,提高了冷却效果,但是高温条件使热筛故障多、寿命短,因此,已逐渐取消热筛。冷却分类:环式冷却机带式冷却机链式冷却机振动式冷却机等环式冷却机带式冷却机整粒通常对冷却过的烧结矿进行2-4次筛分,按需要进行粒度分级。一般<5mm为返矿,取部分10-20mm烧结矿作铺底料,其余粒度烧结矿作为成品矿送往高炉。整粒普通烧结矿生产实例京唐1号烧结机,有效面积为550m2。主抽风机采用进口的howden风机,2台,单台能力达25375m3/min,最大功率为11000kW,进口负压为18kPa。1.配料含铁原料由巴西赤铁矿粉和澳洲褐铁矿粉以及地方矿粉组成混匀矿返矿石灰石白云石白灰焦灰除尘灰焦粉75155.054.5632.53.62普通烧结矿生产实例2.混合与布料采用梭式布料器+圆辊+九辊布料器联合布料,转速为22r/min。混合方式为两段混合,设定一混水分6.8%,二混水分7.0%,采用红外线水分仪在线监测混合料水分。将环冷机余热产生的蒸汽通入二次混合机内、烧结机前的缓冲矿槽,预热混合料,将料温提高到65℃以上,以改善料层透气性。3.烧结普通烧结矿生产实例点火温度1100℃,烟道温度在150℃左右,烧结终点逐渐稳定在26#风箱位置,点火负压控制在10kPa左右;FeO控制在7.5±1%,转鼓指数稳定在77%以上。台车宽度5.0m(栏板之间宽度为5.5),有效长度100m,台车速度为1.333~4m/min,栏板高度750mm。
4.冷却环冷机有效冷却面积580m2,最大料厚1.4m,处理能力1300t/h。环冷系统配备了6台大功率鼓风机,共设有24节风箱,每4节为一段。普通烧结矿生产实例5.整粒筛分流程采用3次筛分工艺,对应2个筛分系列,一用一备,每个系列配置3台冷矿筛,处理能力1200t/h。一次筛筛孔尺寸12mm,二次筛筛孔尺寸20mm,三次筛筛孔尺寸5mm。普通烧结矿生产实例烧结矿>40mm40~25mm25~16mm16~10mm10~5mm<5mm大成品36.2843.6118.521.5900小成品0029.1234.1335.431.32
利用系数1.49t/m2.h,料层厚度830mm,碱度合格品率99.71%,烧结矿转鼓指数81.79%,固体燃料单耗43.85kg/t,煤气单耗44.46MJ/t,电量单耗36.7kW.h/t,工序能耗47.7kg/t。6.主要技术经济指标成品烧结矿粒度组成(%)特殊烧结矿生产实例攀钢钒公司360m2烧结机,烧结主原料为钒钛磁铁精矿,年产烧结矿390万吨左右,烧结机利用系数为1.3t/m2.h,作业率96%。主抽风机风量2*19800m3/min(工况),进口负压16.5kPa。1.配料含铁原料为攀精矿、矿粉,燃料破碎采用两段流程。配料室共计18个矿槽双排配置,精矿槽2用1备,粉矿槽2用2备,返矿槽2用1备,燃料矿槽2用3备,石灰石槽为1用2备。
原料主要有含铁原料、熔剂、燃料、返矿、生石灰、除尘灰等。特殊烧结矿生产实例2.混合布料采用两段混合工艺,一次圆筒混合机Φ4.0m*16m,混合时间约为2.9min;二次圆筒混合机Φ4.4m*21m,混合时间4.1min。对一、二次混合添加热水(水温>70℃),并在二次混合机内设蒸汽预热混合料装置。混合料的水量添加采用自动控制。在二次混合机前配加生石灰(二次配加)及燃料(二次配加)。混合料布料采用梭式布料器+圆辊给料机+11辊布料装置。特殊烧结矿生产实例3.烧结点火燃料为焦炉煤气,采用低负压点火工艺,高效节能的双斜带式点火保温炉,点火温度为1060℃。烧结机共设20个风箱,分两侧抽风。集气管沉降的粉尘通过电动双层卸灰阀(刀口式),卸到胶带输送机上。
料层厚度700mm,废气温度132℃,机速2.24m/min。特殊烧结矿生产实例4.冷却
采用415m2鼓风环式冷却机,设有5台鼓风机,并采取厚料层(1400mm)低转速,冷却后的烧结矿平均温度≤150℃,冷却时间>60min。特殊烧结矿生产实例5.整粒采用三次筛分整粒流程,一用一备。一、二次筛采用板式结构筛板,三次筛板采用梳齿筛板。粒度为10~16mm做铺底料,小于5mm的为返矿。特殊烧结矿生产实例6.技术主要经济指标
利用系数:1.42t/m2.h,固体燃耗45.42kg/t,转鼓指数72.96%。第4章球团厂实习实习知识点1.原料准备系统;2.球团生产过程;3.球团矿主要生产方法;实习重点1.掌握球团生产主要原料种类及要求;
2.掌握球团生产过程参数控制方法及原理;3.掌握三种主要球团生产工艺流程的特点;4.掌握球团生产重要技术经济指标;实习内容原料准备球团原料主要由三部分组成:含铁料、熔剂和黏结剂。含铁料:精矿粉及含铁工业副产品等。熔剂:石灰石、白云石、硅石等。黏结剂:膨润土、消石灰等。原料细磨球团工艺要求:
精矿粉(或富矿粉)-200目>80%,上限<0.2mm;
膨润土-200目>98%,上限<0.1mm;
熔剂-200目>80%,上限<1mm;
固体燃料磨至-0.5mm。
当含铁原料为赤铁矿、褐铁矿或混合矿,或外购铁矿石为主时,宜采用干磨,熔剂与燃料采用专用干式磨细设备。水分调整
矿石中水分含量宜小于10%。选矿后的铁精矿需经脱水处理,脱水后,需再用圆筒干燥机干燥。矿石中和现代化的球团厂多采用中和料场的堆取料机实现含铁原料的中和,保证原料化学成分的稳定。配料通常含铁料的配料宜采用圆盘和电子皮带秤组合完成。膨润土和添加剂等添加量少的物料宜采用密闭性能好的高精度配料秤配料,以螺旋给料机+电子皮带秤为宜。混合为了使它们能在矿粉颗粒之间均匀分散,并使物料同水良好结合,应加强混合作业。混匀设备主要有轮式混合机、立式混合机和卧式混合机。造球配合料经混合后进入造球工序。目前国内外主要采用圆盘造球机和圆筒造球机。筛分生球焙烧前要进行筛分,得到粒度合适且均匀的生球,筛出的粉末则返回造球盘上重新造球。焙烧
焙烧过程可分为干燥、预热、焙烧、均热、冷却五个阶段。
球团矿的焙烧设备主要有竖炉、带式焙烧机和链篦机-回转窑三种。焙烧1.竖炉法竖炉是一种按逆流原则工作的热交换设备。生球经过布料设备进入炉内,以均匀的速度连续下降,与从喷火口进入炉内逆向运动的热气体进行热交换,完成干燥、预热进入焙烧区。焙烧2.链篦机—回转窑法链篦机—回转窑是一种联合机组,包括链篦机、回转窑、冷却机及其附属设备。该工艺的干燥预热(链篦机)、焙烧(回转窑)和冷却过程(冷却机)分别是在三台不同的设备上进行。焙烧2.链篦机—回转窑法焙烧2.链篦机—回转窑法链篦机—回转窑—环冷机工艺风流程图焙烧2.链篦机—回转窑法焙烧3.带式焙烧机法带式焙烧机球团工艺的焙烧全过程均在同一台设备上进行,干燥段占总长度的18~33%,温度不高于800℃,预热、焙烧和均热段共占30~35%,预热段温度不超过1100℃,焙烧段约为1250℃,冷却段为33~43%。焙烧3.带式焙烧机法球团矿处理
两次筛分工艺:
第一次是在回转窑向环冷机卸料时,用棒条筛剔除大块;第二次筛分是在环冷机后,目的是筛出返矿。
冷却后的球团矿经筛分分成成品矿、铺底料和返矿(<5mm),铺底料直接加到焙烧机上,返矿经过磨碎(至<0.5mm)后再参加混料和造球。链篦机-回转窑生产球团矿实例邯钢Ⅱ期200万t/a链篦机—回转窑氧化球团生产线于2009年6月1日顺利建成投产。链篦机-回转窑生产球团矿实例1.原料准备用50%~70%国产精粉、10%高镁粉和低于30%的一种或两种进口精粉搭配使用。铁精粉的理化性能和配比(%)名称配比TFeSiO2MgOSAl2O3TiO2H2OR2-0.074mm国产精粉50~7564.86.200.330.0190.710.228.00.0856~70高镁粉1049.55.9913.50.640.450.0711.00.0955巴西精粉15~2065.243.750.05-0.950.107.80.0170~80智利精粉20~4066.452.350.420.020.680.258.50.1580~90乌克兰精粉20~3066.205.310.340.050.320.027.50.0480~90秘鲁精粉15~2068.502.300.400.350.350.108.40.1185~95铁精粉的理化性能和配比(%)链篦机-回转窑生产球团矿实例链篦机-回转窑生产球团矿实例蒙脱石/%胶质价/倍膨胀容/ml.g-1吸蓝量/g.(100g)-1吸水率/%-0.074mm/%水分/%6246.558334809512.5膨润土的理化性能链篦机-回转窑生产球团矿实例2.干燥与配料采用圆筒干燥机,以焦炉煤气为热源,对精矿进行干燥,要求精矿干燥后水分达到8.5%以下。
采用高压辊磨机对精矿进行辊压,辊压后-200目达到65%以上。
按照成分要求进行配料,配入合适的膨润土、除尘灰等。3.混合及造球选用德国爱力许DW29/5强力混合机,对精矿、膨润土、除尘灰等进行混合处理,改善成球条件。
配置数台6000m×600mm圆盘造球机(预留1台);
每个造球盘下设21辊辊式筛分机,筛出9~16mm的合格生球;然后采用36辊辊式筛分机,筛尽-6mm小球。并将合格生球运入下一工序。链篦机-回转窑生产球团矿实例4.链篦机干燥和预热采用摆动胶带机+宽胶带+辊式筛分布料机的布料方式,链篦机料层合适厚度为180-220mm。采用全抽风干燥工艺,分为抽干Ⅰ段(2个风箱6m)、抽干Ⅱ段(5个风箱15m)、预热Ⅰ段(4个风箱12m)和预热Ⅱ段(8个风箱24m),全部采用双侧抽风。
实行薄料层操作,提高了生球干燥、预热效果。链篦机-回转窑生产球团矿实例5.回转窑焙烧回转窑料层厚度约为770±20mm。
回转窑直径6.1m,长40m。双侧驱动,采用进口液压马达。表4-4为生产组织及主要热工制度。链篦机-回转窑生产球团矿实例6.环冷机冷却环冷机由回转部分、风箱、传动装置、机架等部分组成。设置有数台冷却风机。环冷机冷却面积达到150m2。7.主要经济技术指标时间产量/t.d-1转鼓强度/%抗压强度/N.个-1筛分指数/%煤气单耗/m3.t-1工序能耗/kg.t-1MgO含量/%2010.01480097.223952.8737.526.841.552010.02637697.1524012.9830.426.271.452010.03615297.2424102.7329.325.861.422010.04608897.2424091.1534.924.211.462010.05460097.1824150.9737.525.581.4链篦机-回转窑生产球团矿实例带式焙烧机生产球团矿实例首钢京唐504m2带式焙烧机是中国国内目前最大最先进的带式焙烧机,年产量400万吨/年。带式焙烧机生产球团矿实例
1.原料75%秘鲁矿粉+15%国产磁铁精矿粉+10%巴西球团粉品名TFeSiO2CaOPSFeOAl2O3TiO2MgOK2ONa2O烧损秘鲁矿70.081.20.260.0040.1829.380.290.0350.440.0260.087-2.83地方164.017.320.280.030.04411.280.560.0240.250.0460.025-0.37地方266.593.351.780.0020.3628.880.620.070.750.0370.024-2.33地方365.754.690.30.0080.07826.221.481.180.730.0370.032-1.80地方463.939.120.440.0130.1627.371.110.170.510.0630.043-2.61地方566.177.150.150.0070.01024.350.390.0450.250.0120.005-2.12膨润土160.923.120.0540.01215.812.510.621.2510.15膨润土267.762.280.0240.00314.02.171.081.827.93膨润土369.633.240.0070.02012.193.300.370.529.11带式焙烧机生产球团矿实例2.混合采用KHDHumboldtWedagGmbH洪堡公司辊压机磨细,GebruederLoedigeMaschinenbauGmbH罗地格混合机进行混合,工序混匀料水分控制不大于8.5%。3.造球通过犁式卸料器分卸至7个混合料仓内,再通过皮带秤将混合料定量给到造球盘。造球室设有8台国产造球机,7.5米直径。带式焙烧机生产球团矿实例带式焙烧机生产球团矿实例4.焙烧
生球布料流程:梭式布料器→宽胶带机→双层辊筛→焙烧机。带式焙烧机分鼓风干燥段、抽风干燥段、预热段、焙烧段、均热段、一冷段和二冷段共7个工艺段。带式焙烧机焙烧燃料采用焦炉煤气。有效面积/m2有效长度/m机速/m·min-1台时能力/t·h-1台车规格(B×L)/m台车数量/台5041261.8~5.55054*1.2192带式焙烧机设备参数带式焙烧机生产球团矿实例5.成品分级通过底边料分离器分出一部分+9mm粒级的成品作铺底、边料用,其它的成品球团矿运至高炉矿槽或料场堆存。6.主要技术经济指标项目TFeFeOCaO/SiO2抗压强度/N.个-1筛分指数<5mm/%含量/%65.620.3350.10634230.623成品球团矿主要成分及性能带式焙烧机生产球团矿实例利用系数/t.m-2.h-1作业率/%精矿粉消耗/kg.t-1膨润土用量/kg.t-1新水耗量/t.t-1煤气耗量/MJ.t-1电耗/kW.h-1.t-1工序能耗/kg.t-10.78493.69100921.790.02870028.0827.62带式焙烧机生产指标第5章高炉炼铁实习
实习知识点1.高炉本体设备情况及工艺流程;2.附属系统的工艺、设备及工作原理;3.高炉操作与控制方法;4.高炉生产组织与管理;实习重点1.掌握高炉炼铁过程主体及附属系统的设备及流程情况;
2.掌握高炉所用原燃料种类、成分及要求;3.掌握高炉重要技术经济指标;4.掌握高炉四大操作制度调节原理及相应指标;实习内容铁矿石燃料天然矿人造富矿烧结矿球团矿焦炭煤粉原燃料供应巴西块矿焦炭原燃料输送流程:贮矿(焦)槽给料机筛分机称量设施上料机高炉炉顶装料设备高炉原燃料输送炉顶装料设备主要有钟式和无钟式两种类型。原燃料的装入钟式炉顶可分为双钟式、三钟式等原燃料的装入无钟式炉顶可分为串罐式、并罐式等原燃料的装入探料装置
作用:准确测定料线高度,反映下料速度和炉况正常与否;
方法:探料尺、放射性探测料面技术、红外线探测料面技术、激光探测料面技术和料层探测磁力仪,目前较常用的是料尺和红外线探测方式。原燃料的装入原燃料的装入装料和布料控制
可通过炉顶控制监视画面观察装料、布料过程中参数的变化,进而改变装料制度以实现炉内煤气流分布的调整。原燃料的装入高炉冶炼高炉结构
炉型为炉喉、炉身、炉腰、炉腹和炉缸五段式;冷却介质为水、风、汽水混合物冷却方式:外部喷水冷却和内部冷却冷却壁、冷却板、炉身冷却模块等高炉本体炉身中上部冷却壁风口冷却壁炉喉冷却壁炉缸及出铁口冷却壁高炉冶炼高炉操作知识高炉冶炼1.炉况的判断直接观察法观察风口观察出铁观察出渣间接观察法压力表温度表流量表其他2.正常炉况的特征高炉冶炼高炉操作知识1)热制度稳定;2)造渣制度稳定;3)炉缸工作均匀活跃;4)煤分布合理,分压稳定;5)下料速度均匀;6)冷却水温差符合规定;高炉冶炼高炉冶炼鼓风机:鼓风机离心式中小型高炉轴流式大型高压高炉送风系统送风系统包括:鼓风机、冷风管路、热风炉、热风管路(热风围管和热风支管)以及管路上的各种阀门等。热风炉类型:蓄热式热风炉内燃式顶燃式外燃式送风系统送风系统送风系统热风炉操作:
燃烧制度固定煤气量调节空气量;固定空气量调节煤气量;煤气量和空气量都调节;
判断是否合理燃烧的方法废气分析法;火焰观察法;送风制度两烧一送;一烧两送;串并联交叉送风送风系统三烧一送;并联送风;交叉并联送风;3座热风炉4座热风炉送风系统燃料喷吹系统
燃料的种类气体燃料天然气焦炉煤气等液体燃料重油等固体燃料煤粉等喷煤系统供煤制粉喷吹热烟气系统燃料喷吹系统
喷吹煤粉工艺燃料喷吹系统粒度<200目的高于60%;
含水量低于1.5%。燃料喷吹系统
高炉喷吹用煤的要求煤气除尘系统含尘量应低于5mg/m3;
机械水含量不应大于7mg/m3;
温度低于40℃;
对净煤气的要求除尘工艺湿法塔文双文环缝洗涤干法布袋电除尘
煤气除尘工艺煤气除尘系统煤气除尘系统
煤气除尘工艺重力除尘器结构
轴流旋风除尘器结构煤气除尘系统
粗除尘设备煤气除尘系统
粗除尘设备溢流文氏管
文氏管
环缝洗涤塔煤气除尘系统
精除尘设备布袋除尘器煤气除尘系统
精除尘设备渣铁处理系统
风口平台及出铁场冲钻式开铁口机渣铁处理系统
开铁口机作用:开铁口;种类:钻孔式;冲钻式;
泥炮作用:堵铁口;种类:汽动;电动;液压;大型高炉多采用液压矮泥炮。
堵渣口机作用:堵渣口;种类:电动四连杆式;液压折叠式;渣铁处理系统
渣铁分离器作用:将分层分布的渣铁分离开来;撇渣器的结构示意图渣铁处理系统
炉渣处理设备作用:将高温炉渣水淬粒化;种类:拉萨法;底滤法;因巴法;图拉法;明特法;底滤法渣铁处理系统
炉渣处理设备因巴法拉萨法
炉渣处理设备渣铁处理系统明特法图拉法矿种TFeAl2O3CaOMgOSiO2FeOSR
烧156.722.079.532.364.887.720.0361.953烧256.272.029.032.524.827.250.0301.866鄂球64.791.730.710.543.320.450.0100.214南非矿65.681.250.030.0443.900.240.0270.008海南矿63.150.090.060.0436.310.040.3270.010澳矿64.511.560.200.0472.500.270.0160.080矿石成分分析(%)采用了烧结矿分级入炉和小焦回收的技术3200m3高炉普通矿冶炼实例供料系统3座改进型高温内燃式热风炉,陶瓷燃烧器:5400mm×450mm,预热器的温度为180℃。PW型并罐无料钟炉顶,液压驱动上、下密封阀和料流调节阀采用陶瓷杯技术与炭砖水冷薄炉底结构,砖壁合一薄炉衬,全冷却壁带3段铜冷却壁结构3200m3高炉普通矿冶炼实例送风系统装料系统高炉本体直径/mm高度/mm炉缸炉腰炉喉炉喉炉身炉腰炉腹炉缸死铁层124001390090002400179002000350050002500
炉腹角炉身角风口数铁口数渣口数有效高度/mm高径比77°54’19”82°12’23”3240308002.2163200m3高炉炉型尺寸3200m3高炉普通矿冶炼实例采用轴流旋风粗除尘设备与比肖夫处理系统进行煤气净化处理。双制粉系列(2台中速磨煤机),一级高浓度低压脉冲长袋除尘器,一个喷吹系列(双罐并列、单管路+炉前煤粉分配器工艺)
2套环保型INBA炉渣粒化系统,备用干渣坑,环形出铁场,全自动液压泥炮、直进开口机与揭盖机。3200m3高炉普通矿冶炼实例除尘系统喷吹系统渣铁处理系统炉料结构:64%烧结矿+26%球团矿+10%生矿入炉矿石品位为60%左右,渣量:280kg/t以下,提高了料柱的透气透液性。3200m3高炉普通矿冶炼实例装料制度风温:1120℃,富氧率:5%,理论燃烧温度:2000~2300℃;热风压力:0.395MPa,炉顶压力:0.23MPa,风量:5950m3/min;送风制度
铁水温度:1500~1530℃,充足的物理热,既可以活跃炉缸,增加炉渣的脱硫能力,又可以改善炉渣的流动性。[Si]:0.45~0.65%。Al2O3/%CaO/%MgO/%SiO2/%FeO/%MnO/%S/%R2
17.1934.739.4330.000.380.250.841.163200m3高炉普通矿冶炼实例热制度造渣制度焦比:310kg/t,煤比:160kg/t3200m3高炉普通矿冶炼实例主要技术经济指标3座旋流顶燃式热风炉(使用新型燃烧器),2座预热炉;
矿焦槽大容积,上料皮带小倾角长距离运输;并罐式无钟炉顶;全干式布袋除尘工艺(无重力除尘器),净煤气含尘量平均在4mg/Nm3以下;自创炉渣处理工艺;4个铁口,30个风口;2500m3高炉钒钛矿冶炼实例入炉矿石成分TFeCaOSiO2MgOTiO2V2O5FeO含量/%57.216.674.711.832.760.376.00焦炭成分灰分/%固定碳/%反应性水分/%挥发分/%硫分/%比例/%
一级11.7586.6926.088.861.450.620.7二级12.4986.0028.857.831.440.70.3入炉焦11.9786.4926.918.551.440.641.0煤粉成分灰分/%固定碳/%发热量水分/%挥发分/%硫分/%比例/%
烟煤9.5455.5322.1317.6435.880.450.6无烟煤7.0784.2329.778.348.740.360.4入炉煤粉8.5567.0125.1913.9225.020.411.02500m3高炉钒钛矿冶炼实例烧比69.16%、球比30.84%,焦丁比26.8kg/t、矿石单耗1646.7kg/t。
2500m3高炉钒钛矿冶炼实例装料制度送风制度
风量:4950~5000m3/min,鼓风动能:14500±500J,风速:245~250m/s,氧量8000m3/h,吨铁风量1380m3/t。顶压:235~240kPa,风温达到1220℃。铁水温度长期保持在1470℃~1490℃之间,满足低硅钛冶炼的要求。铁水成分见表59。2013年高炉平均[Si+Ti]%为0.36%。炉渣碱度为1.12。炉渣成分CaOMgOSiO2Al2O3TiO2V2O5TFeS含量/%32.319.9128.8712.409.200.141.220.702500m3高炉钒钛矿冶炼实例热制度造渣制度日产铁量5800t/d,焦比412kg/t、煤比130kg/t、吨铁渣量362kg/t,煤气利用率达到44%。煤气成分COCO2N2H2利用率含量/%25.6420.1852.591.5944.062500m3高炉钒钛矿冶炼实例技术经济指标第6章转炉炼钢实习实习内容实习知识点1.转炉炼钢工艺;2.炼钢设备;3.原材料;实习重点1.掌握转炉炼钢的原材料及其技术要求;2.掌握实习工厂主炼钢种的冶炼工艺;3.掌握炼钢过程操作制度及重要参数;4.掌握铁水预处理的方法和工艺参数;5.掌握转炉中控室的控制界面及主要功能;
铁水预处理是指将铁水兑入炼钢炉之前脱除杂质元素或回收有价值元素的一种铁水处理工艺,包括铁水脱硅、脱硫、脱磷(俗称“三脱”),以及铁水提钒、提铌、提钨等。目前我国很多钢厂都采用了铁水预脱硫处理,甚至铁水三脱处理、提钒、铌、钨等,尤其是对于生产超低硫、超低磷钢种的转炉炼钢车间。铁水预处理
研究表明,铁水中硅含量为0.3%即可保证化渣和足够高的出钢温度,硅过多反而会恶化技术经济指标。
脱硅剂以能够提供氧源的氧化剂材料为主,以调整炉渣碱度和改善流动性的熔剂为辅。脱硅生成的渣必须扒除,否则影响下一步脱磷反应的进行。
铁水预脱硅方法可分为高炉出铁场铁水沟内连续脱硅法和铁水罐(或鱼雷罐车)内脱硅两种,其中高炉出铁场是主要炉外脱硅场所。铁水预脱硅
铁水脱硫可在高炉内、转炉内和高炉出铁后脱硫站进行。高炉内脱硫技术可行,经济性差;转炉内脱硫缺少还原性气氛,因此脱硫能力受限;而进入转炉前的铁水中脱硫的热力学条件优越(铁水中[C]、[P]和[Si]高使硫的活度系数fS增大,铁水中aS比钢液中高3~
4倍),性价比高,成为脱硫的主要方式。铁水预脱硫◆脱硫剂
一类是以石灰基为主,如石灰(CaO),电石(CaC2)等;
另一类是纯镁或镁基脱硫剂(配加石灰、电石、焦炭等)。长期实践证明,现代钢铁脱硫工艺中镁是最佳脱硫剂。要达到同一脱硫率,用碳化钙时其消耗量为镁的9.5倍,用石灰时为22倍。虽然镁的价格比石灰要贵得多,但其脱硫效率比石灰高6~7倍,脱硫剂用量少,因此它的综合成本低,综合效益比石灰好得多。铁水预脱硫◆铁水预脱硫的方法及设备
铁水预脱硫的方法按照加入方式和铁水搅拌方式不同可分为铺撒法、摇包法、机械搅拌法、喷粉法、喂线法等,其中KR搅拌法和喷粉法使用广泛。
脱硫预处理后铁水的硫含量不应高于0.015%,生产超低硫钢种用的铁水不应高于0.005%。。铁水预脱硫※资料来源于北京科技大学王新华教授的《钢铁冶金炼钢讲义》炼钢工艺流程脱硫工艺喷吹KR(机械搅拌)脱硫剂CaC2-CaOCaO-CaF2Mg(-CaO)处理后[S]:30~80ppm喷吹KR※资料来源于北京科技大学王新华教授的《钢铁冶金炼钢讲义》铁水脱硫预处理※图片来源于中冶赛迪郭庆弟副总工程师的《钢铁生产工艺和流程简介》
KR搅拌法是在铁水罐内通过搅拌器旋转搅动铁水,使铁水产生旋涡,将加入的脱硫剂卷入铁水内部进行充分反应,从而实现铁水脱硫,具有脱硫效率高、脱硫剂耗量少、金属损耗低等特点。铁水KR搅拌法脱硫铁水条件条件参数脱硫工艺参数条件参数铁水温度1300℃处理时间10~15min[S]≤0.060%搅拌器旋转速度90~120r/min渣层厚度<50mm搅拌器浸入铁水深度1300mm每次处理重量75~85t/罐处理后[S]≤0.005%总工序时间35~50min(平均42min)过程温降约45℃武钢二炼钢铁水条件和KR脱硫工艺参数武钢二炼钢KR工艺流程图※图片来源于中冶赛迪郭庆弟副总工程师的《钢铁生产工艺和流程简介》
喷吹法是将脱硫剂用载气经喷枪吹入运送铁水的鱼雷罐车或是炼钢厂的铁水包里,使粉剂与铁水充分接触,在上浮过程中将硫去除。铁水喷吹法脱硫※图片来源于中冶赛迪郭庆弟副总工程师的《钢铁生产工艺和流程简介》铁水喷吹脱硫进行中铁水脱硫后扒渣应用中国普遍采用日、韩不采用欧洲少量采用优点脱硫效率高脱硫剂耗量低温降小缺点扒渣难转炉回硫量大※资料来源于北京科技大学王新华教授的《钢铁冶金炼钢讲义》铁水喷Mg脱硫预处理采用CaO-CaF2系脱硫剂;脱硫剂作用时间长;大约12min脱硫反应可基本达到平衡;脱硫处理时间较喷粉(CaO-CaF2)工艺缩短5min;脱硫效率提高20-35%左右。※资料来源于北京科技大学王新华教授的《钢铁冶金炼钢讲义》武钢二炼钢KR工艺流程图※资料来源于北京科技大学王新华教授的《钢铁冶金炼钢讲义》KR脱硫与喷粉脱硫的比较T.Ueki,etal.,The10thJapan-ChinaSymposiumonScienceandTechnologyofIronandSteel,2004,p116※资料来源于北京科技大学王新华教授的《钢铁冶金炼钢讲义》KR脱硫与喷粉脱硫的比较T.Ueki,etal.,The10thJapan-ChinaSymposiumonScienceandTechnologyofIronandSteel,2004,p116※资料来源于北京科技大学王新华教授的《钢铁冶金炼钢讲义》KR脱硫与喷粉脱硫的比较
磷具有冷脆性。
脱磷剂主要由氧化剂、造渣剂和助熔剂组成,其作用在于供氧将铁水中磷氧化成P2O5,使之与造渣剂结合成磷酸盐留在脱磷渣中。目前工业上使用较广的石灰系脱磷剂以CaO为主。
铁水预脱磷方法可分为炉外法和炉内法。炉外法设备为铁水包和鱼雷罐,炉内法设备为专用炉和底吹转炉。炉外法预处理后铁水
(P)≤0.030%,转炉内预处理后的铁水
(P)≤0.01%。铁水预脱磷
钒是重要的工业原料,我国西南、华北、华东等地区的矿石中含有钒,冶炼出的铁水含钒较高,可达0.4%~0.6%。因而可通过特殊的预处理方法提取铁水中的钒。我国主要采用氧化提钒工艺进行含钒铁水提钒,即先对含钒铁水吹氧气,使铁水中的钒氧化进入炉渣,然后对富含V2O5的炉渣进行富集分离来提钒。
铁水提钒方法有摇包法、转炉法、雾化炉法和槽式炉法,德国、南非主要采用转炉法和摇包法,我国主要采用转炉法和雾化法。铁水预处理提钒◆
原料供应系统◆
供氧系统◆
转炉吹炼与出钢◆
烟气净化与煤气回收※图片来源于中冶赛迪郭庆弟副总工程师的《钢铁生产工艺和流程简介》转炉炼钢系统※图片来源于中冶赛迪郭庆弟副总工程师的《钢铁生产工艺和流程简介》
转炉系统是由转炉炉体(包括炉壳和炉衬)、炉体支撑系统(包括拖圈、耳轴、耳轴轴承及支座)、倾动机构所组成。
容量小于80t的转炉,宜采用截锥形活炉底,大于100t的转炉,宜采用筒球形或锥球形死炉底。转炉本体※图片来源于中冶赛迪郭庆弟副总工程师的《钢铁生产工艺和流程简介》转炉装配示意图炼钢用原材料炼钢原料我国一些钢厂用铁水成分厂家化学成分/%入炉温度/℃SiMnPSV首钢0.20~0.400.40~0.50≤0.10<0.0501310包钢0.721.730.5800.047>1200宝钢0.40~0.80≥0.40≤0.120≤0.040鞍钢三炼钢0.520.45≤0.100.013>1250武钢二炼钢0.67≤0.30≤0.0150.0241220~1310攀钢0.0640.0520.0500.323◆铁水供应
混铁炉供应铁水的工艺流程为:
高炉→铁水罐车→混铁炉→铁水包→称量→兑入转炉
混铁车供应铁水的工艺流程为:高炉→混铁车→铁水包→称量→兑入转炉
铁水罐直接热装为铁水运输常规方式,是用炼铁车间铁水罐接铁水,再将铁水倒入转炉车间的铁水罐,经称量后用吊车兑入转炉,或者用转炉车间的铁水罐在高炉接铁水,经称量后用吊车兑入转炉,称为铁水运输一罐到底方式。炼钢原料供应
混铁炉供应铁水
调节和均衡高炉和转炉之间铁水供求
储存铁水
混匀铁水成份
均匀温度炼钢原料供应
混铁车(鱼雷罐车)供应铁水
热损失小。
适应性强:转炉吨位的整数倍,并与高炉出铁量相匹配。炼钢原料供应
铁水罐供应铁水
设备简单,投资省。
流程短,减少了兑铁过程的温度降。炼钢原料供应铁水高炉铁水高炉用炼钢车间铁水罐在高炉接铁水用炼铁车间铁水罐在高炉接铁水在炼钢车间进行倒罐炼钢车间铁水罐铁水运输常规方式铁水运输一罐到底方式炼铁车间铁水罐◆
废钢供应
大型转炉炼钢车间通常设单独的废钢间,中小型炼钢车间的废钢堆场设在原料跨的一端。
一般有两种废钢加入方式:
吊车吊运废钢槽倒入转炉
和用废钢加料车装入转炉。通常选用吊车加入废钢,
其平稳、便利得多。炼钢原料供应◆
辅助材料供应
辅助材料的供应是通过火车或汽车运送至原料间(原料场)内,分别卸入料仓中。然后再按需要通过运料提升设施将各种散状材料由料仓送往供料系统设备。※图片来源于中冶赛迪郭庆弟副总工程师的《钢铁生产工艺和流程简介》炼钢原料供应◆
氧气供应
工业用氧是用
制氧机把空气中的氧气分离提纯而来。一般由厂内附设的制氧车间供给,通过管道输送到炉前。※图片来源于中冶赛迪郭庆弟副总工程师的《钢铁生产工艺和流程简介》炼钢原料供应
装入制度就是确定转炉合理的装入量(主原料)及合适的铁水废钢比,这取决于合理的炉容比和合适的熔池深度。转炉的装入制度有定深、定量和分阶段定量装入三种。项目炉容量/t80120炉龄/炉1~10>101~34~50>50金属装入量/t90±298±2135135~150140~160出钢量/t80±288±2120120~135127~146国内某钢厂的装入制度装入制度
铁水和废钢的装入顺序可分为先兑铁水后装废钢和先装废钢后兑铁水两种。虽然后者废钢直接撞击炉衬,但当前国内各钢厂普遍采用溅渣护炉技术,起到保护作用,运用此法可防止兑铁喷溅,但一般补炉后的第一炉钢可采用前者。
铁水和废钢装入比例的确定,理论上应根据热平衡计算而定。但在生产条件下,一般是根据铁水成分、温度、炉龄长短、废钢预热等情况按经验确定铁水配入的下限
值和废钢加入的上限值。装料操作转炉加废钢和兑铁水◆
氧枪
转炉应采用3~6孔拉瓦尔水冷氧枪。氧枪由喷头、枪身和尾部结构三部分组成。
喷头常用紫铜制成,枪身由三层无缝钢管套装而成,尾部结构连接输氧管和冷却水进出软管。
冷却水出水温度不应超过50℃(夏天),进出水温差不应超过15℃。供氧制度氧枪供氧制度◆供氧参数
氧气流量:根据吹炼每吨金属料所需要的氧气量、金属装入量、供氧时间等因素确定。
供氧时间:即转炉的纯吹炼时间,是根据经验确定的。单渣操作时,小型转炉供氧时间一般为12~14min,大中型转炉一般为18~22min。
氧压:国内一些小型转炉的工作氧压约为0.5~0.8MPa,一些大型转炉则为0.85~1.1MPa,达钢80t转炉的工作氧压约为0.8~0.9MPa。
枪位:即氧枪高度,可先按经验确定一个控制范围,然后据生产中的实际吹炼效果加以调整。供氧制度某厂部分供氧参数项目炉容量/t80120炉龄/炉1~50>502~56~150>150氧流量(标态)/m3·h-116000~1850016500~2000027000~2800028000~2900029000~34000枪位/mm1200~17001000~17001500~17001400~20001400~2000供氧制度◆
供氧操作
高—低—高六段式恒压变枪操作:开吹枪位较高,提早形成初期渣;二批料加入后适时降枪,吹炼中期炉渣返干时又提枪化渣;吹炼后期先提枪化渣后降枪;终点拉碳出钢。供氧制度◆供氧操作
高—低—高五段式恒压变枪操作:前期与六段式基本一致,当炉渣返干时,可加入适量助熔剂(萤石)调整炉渣流动性,以缩短吹炼时间。供氧制度氧枪系统操作界面供氧制度
造渣的目的是去除磷硫、减少喷溅、保护炉衬、减少终点氧。吹炼过程遵循“初期早化渣,过程渣化透,终渣做黏,出钢挂上”的原则,终渣碱度控制在2.8~3.5,MgO含量≥8%,以起到保护炉衬和防止出钢回磷的作用。
造渣制度就是要确定合适的造渣方法、渣料的加入数量和时间以及如何加速成渣。造渣制度◆
造渣方法
当入炉铁水硅、磷、硫含量较低,或钢种对磷、硫要求不严格,冶炼低碳钢种时,均可以采用单渣操作。
在入炉铁水磷、硫含量高,为防止喷溅或吹炼低锰、低磷钢种,防止回锰时,均可采用双渣操作,前期渣碱度可控制在2.0~2.5,在前期渣化好后(吹炼3~6min),提枪倒炉,根据情况倒掉1/2~2/3的渣,加入石灰重新造渣。
留渣操作时,兑铁水前首先要加石灰稠化熔渣,避免兑铁水时产生喷溅而造成事故。造渣制度◆
渣料加入量
石灰加入量需根据铁水中硅、磷含量及炉渣碱度R来确定。加入任何含SiO2的辅原料,都应该补加石灰,加入量应是铁水需石灰量与各种辅料需补加石灰量的总和。
白云石应尽早加入,保持初期渣中MgO≥8%,吹炼后期或出钢后根据溅渣要求,确定是否补加,终点渣MgO含量一般在8%~14%之间。
萤石应尽量少用或不用。加入氧化铁皮或铁矿石可调节渣中FeO含量,起到化渣作用,但它们对熔池有较大的冷却效应,应视炉内温度高低确定加入量。造渣制度◆渣料加入时间
单渣操作时,渣料一般分两批加入。第一批在开吹时加入,加入量为总量的2/3。第二批在硅、锰氧化基本结束,第一批渣料基本化好,碳焰初起时加入,此批渣料可以一次加入,也可以分小批多次加入。若需要调整熔渣或炉温,才会加第三批渣料,加入时间视化渣好坏及炉温高低而定。
最后一小批料必须在终点拉碳前一定时间内加完,否则渣料来不及熔化就要出钢了。造渣制度◆渣料加入时间
白云石随第一批石灰加入,铁矿石可根据温度和化渣情况分批加入,除连投配料外,每批直接加入量不得超过300kg,终点前2min严禁加铁矿石。
化渣剂一般在炉渣返干及后期化渣不良时加入,加入总量不低于4kg/t钢,单批化渣剂不得大于150kg。
开新炉后,第二、三炉全部采用铁矿石调温操作,第三炉后采用调废钢、调铁矿石操作。造渣制度副原料加料监控界面※图片来源于八一钢铁转炉控制系统界面
温度控制是指吹炼的过程温度和终点温度的控制。温度控制实际上就是确定冷却剂的加入数量和时间,以控制好过程温度,为直接命中终点温度提供保障。
冷却剂加入量的确定以铁水中的[Si]、钢种、炉衬和空炉时间的变化为依据。温度制度转炉本体主控监视画面※图片来源于八一钢铁转炉控制系统界面转炉底吹监控界面※图片来源于八一钢铁转炉控制系统界面◆终点碳控制方法
一次拉碳法:按出钢要求的终点碳和终点温度进行吹炼,当达到要求时提枪。此方法要求终点碳和温度双命中,对操作技术水平要求高,一般只适合终点碳为0.08%~0.20%的控制范围。
增碳法:除超低碳钢外的所有钢种,均吹炼到碳含量为0.05%~0.06%提枪,按钢种规范要求加入增碳剂。
高拉补吹法:当吹炼中、高碳钢种时,终点按钢种规格稍高一些进行拉碳,待测温、取样后按分析结果与规格的差值决定补吹时间。终点控制◆终点温度的判断
热电偶测定温度火焰判断取样判断通过氧枪冷却水温度差判断根据炉膛情况判断终点控制◆终点控制操作过程
终点前2min将所需料加完,根据供氧压力、供氧流量、纯吹氧时间,正确判断吹炼终点,采用一次拉碳或高拉补吹的方法,尽量提高终点命中率(不同钢种终点碳控制不同);
终点必须测温、取样,并做钢样成分分析,成分必须符合所冶炼钢种规定的要求后方可出钢。
终渣∑FeO要求不高于16%,终渣碱度要求2.6~3.5,每班必须取1~2个渣样。终点控制◆出钢持续时间
一定的出钢时间有利于减少钢水吸气和合金的快速熔化,该时间受出钢口内径尺寸影响很大。我国转炉操作规范规定,小于50t的转炉出钢持续时间为1~4min,50~100t转炉为3~6min,大于100t转炉为4~8min。出钢制度◆红包出钢
红包出钢就是在出钢前对钢包进行有效的烘烤,使钢包内衬温度达到300~1000℃,以减少钢包内衬的吸热,有利于降低出钢温度;
我国某厂的70t钢包,经过煤气烘烤使包衬温度达800℃左右,降低出钢温度15~20℃,因而可增加废钢15kg/t,同时使钢包中钢水温度波动小,可稳定浇注操作,提高铸坯质,并有利于提高炉龄。出钢制度◆挡渣出钢
为了准确控制钢水成分,减少回磷和合金消耗,提高合金元素的吸收率,通常采用挡渣出钢。
挡渣的方法主要有挡渣球法、挡渣塞法、气动挡渣法、气动吹渣法、挡渣棒法、挡渣帽法和电磁挡渣法等。
出钢后,在钢包中添加覆盖剂,可起到保温和处理钢水的作用,目前生产中碳化稻壳因具有保温性能好、密度小、重量轻、不粘钢包的特点而得到广泛采用。出钢制度◆脱氧合金化
在出钢前或在出钢及其以后的过程中,应根据钢种要求选择合适的脱氧剂及其加入量,加入到钢水中使其达到合乎规定的脱氧程度,这个操作称为脱氧。向钢中加入一种或几种合金元素,使其达到成品钢成分规格要求的操作过程,称为合金化。对于转炉冶炼,脱氧和合金化往往是同时进行的。出钢制度◆脱氧合金化
钢包内脱氧合金化:通常在出钢过程中,将全部合金加到钢包内,冶炼时间短,合金元素吸收率较高,对一般钢种,能够达到质量要求。关键是准确计算合金加入量和加入的时间,一般在钢水流出1/4~1/3时按顺序依次加入(加在钢流冲击部位),2/3~3/4时加完。出钢后向包内加石灰粉稠化炉渣,防止回磷。
真空精炼炉内脱氧合金化:冶炼特殊质量钢种时,为了控制钢中气体含量,钢水须经过真空精炼。一般在进行了初步脱氧后,在精炼炉内进行合金化。出钢制度铁合金加料监控界面※图片来源于八一钢铁转炉控制系统界面调渣剂种类成分CaOSiO2MgO灼减
(MgO)相对生白云石30.31.9521.744.4828.4轻烧白云石51.05.537.95.655.5菱镁矿渣粒0.81.245.950.744.4轻烧菱镁球1.55.867.422.556.7冶金镁砂8.05.0830.875.8含MgO石灰813.2150.849.7溅渣护炉
调渣工艺
直接溅渣工艺适用于大型转炉。要求铁水等原材料条件比较稳定,吹炼平稳,终点控制准确,出钢温度较低。
出钢后调渣工艺适用于中小型转炉。由于中小型转炉的出钢温度偏高,因此,炉渣的过热度也高。再加上原材料条件不够稳定,往往终点后吹,多次倒炉,致使终渣中FeO含量较高,炉渣较稀;MgO含量也达不到溅渣的要求,不适于直接溅渣。必须在出钢后加入调渣剂,改善炉渣的状态,以满足溅渣的要求。溅渣护炉
溅渣护炉对终渣TFe含量并无特殊要求,只要把溅渣前炉渣中MgO含量调整到合适的范围,无论TFe含量高低都可以取得溅渣护炉的效果。终渣TFe8~1115~2223~30终渣MgO7~89~1011~13终渣MgO含量推荐值(%)
调渣工艺溅渣护炉
溅渣工艺参数主要包括:合理地确定喷吹氮气的工作压力与流量,确定最佳喷吹枪位,确定合适的留渣量,确定溅渣时间及频率等。
溅渣基本原则:少溅渣、勤溅渣。炉役前期基本不溅渣,炉役后期每炉溅渣。转炉炉龄200炉以下不溅渣,其中炉龄在200~1000炉之间,每两炉溅渣一次,炉龄大于1000炉,每炉溅渣一次。
溅渣工艺参数溅渣护炉
吹炼时按造渣制度加入散状料,渣样目标控制范围为:碱度2.8~4.0,TFe为13%~20%,MgO含量为8%~12%。
若采用直接溅渣工艺,出钢完毕即启动溅渣程序。若采用出钢后调渣工艺,出钢前或后需加入适量调渣剂,再溅渣。参考氮气流量为18000~22000m3/h,工作压力0.85~1.0MPa。溅渣枪位控制在0.8~2.0m之间,并视炉渣情况适当调整。溅渣时间2~4min,严禁大于4min。停止吹氮,提枪刮渣。倒尽炉内残渣,检查溅渣效果。复吹转炉溅渣护炉操作
转炉烟气温度高、量
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